Как устроен двигатель автомобиля

Как устроен двигатель автомобиля

Двигатель — это сердце вашей машины. Это сложный механизм, предназначенный для переработки тепловой энергии, получаемой при сжигании бензина, в механическую энергию, которая вращает ходовые колеса.

Эта цель достигается с помощью нескольких последовательных событий, начиная с искры, воспламеняющей смесь паров бензина и сжатого воздуха, которая находится в герметизированном цилиндре и очень быстро сгорает. Именно поэтому такие механизмы называют двигателями внутреннего сгорания. При сгорании смесь расширяется, создавая энергию, необходимую для движения автомобиля.

Чтобы выдержать подобную нагрузку, двигатель должен быть очень прочным. Он состоит из двух основных частей: нижняя, более тяжелая — это блок цилиндров, объединяющий движущиеся части механизма; верхняя, съемная крышка называется головкой блока цилиндров.

Устройство двигателя

Распределительный вал

На распределительном вале есть грушевидные кулачки, которые воздействуют на клапаны. Как правило, у каждого цилиндра есть два клапана – впускной и выпускной.

Поршень

Поршень оснащен стальными кольцами, которые заполняют пространство между самим поршнем и стенками цилиндра.

Маховик

Маховик – это тяжелый диск, прикрепленный к концу распределительного вала. Оно передает энергию от двигателя, равномерно распределяет ее между поршнями и сглаживает их импульсы.

Соединительная тяга

При нажатии на педаль соединительная тяга преобразует вертикальное возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение.

Коленчатый вал

Коленчатый вал передает энергию от колес к коробке передач.

Колодец картера

В колодце содержится смазочное масло, предназначенное для подвижных частей двигателя. Масло проходит через фильтр и поднимается по трубке в насос.

Ремень привода распределительного вала

Зубчатый ремень (ремень ГРМ) управляет распределительным валом посредством звездочки, прикрепленной к одному из его концов. Скорость вращения двигателя превышает скорость вращения распределительного вала в два раза.

Головка блока цилиндров состоит из нескольких каналов с клапанами, сквозь которые в цилиндры проникает смесь воздуха и топлива и выходит газ, образующийся при сгорании.

В блоке цилиндров находится коленчатый вал, который преобразует возвратно-поступательные движения поршней во вращающий момент. Кроме того, в блоке зачастую находится распределительный вал, управляющий механизмами, которые открывают и закрывают клапаны в головке блока цилиндров. В некоторых случаях распределительный вал встроен в головку или располагается над ней.

Различные конструкции двигателей:

Однорядный двигатель

V-образный 8-цилиндровый двигатель

Оппозитный двигатель

Самой простой и распространенный тип двигателей состоит из четырех вертикальных цилиндров, которые расположены в ряд. Он также известен как однорядный двигатель. В двигателях объемом более 2000 кубических сантиметров, как правило, содержится шесть цилиндров.

В некоторых автомобилях используются более компактные V-образные двигатели с 6, 8 или 12 цилиндрами. Эти двигатели располагаются друг напротив друга под углом (до 90 градусов).

В некоторых двигателях цилиндры располагаются горизонтально. Они представляют собой расширенную версию V-образного двигателя, т.е. угол между цилиндрами составляет 180 градусов. Основным преимуществом оппозитного двигателя является его малая высота и повышенная устойчивость.

В блок также вмонтированы цилиндры, в которых двигаются поршни, и опоры для дополнительных деталей — например, топливного насоса и фильтров масла для смазки механизма. Бак для масла (маслосборник) находится под картером.

Блок цилиндров и головка блока, как правило, изготавливаются из литейного чугуна. В некоторых случаях для изготовления головки используется алюминий, т.к. он весит меньше и быстрее рассеивает тепло.

Как устроен двигатель автомобиля? Особенности деталей поршневой группы, принцип работы и строение


Сегодня мы узнаем, как устроен бензиновый и дизельный двигатель внутреннего сгорания автомобиля, какими особенностями обладает мотор, из каких ключевых деталей поршневой группы состоит, а также, как работает современный силовой агрегат.

В устройстве двигателя автомобиля ключевым элементом является поршень. Он представляет собой стальной пустотелый стакан. Сферическое дно, которое называется головкой, расположенное вверху, а «юбка» — это та направляющая часть, которая имеет насечки для закрепления поршневых колец. К миру моды данная юбка не имеет никакого отношения, поэтому не нужно спрашивать, от какого она дизайнера. В свою очередь, поршневые кольца нужны для того, чтобы обеспечивать герметичность, иначе топливная смесь бы опускалась под поршень. Чем герметичнее надпоршневое пространство, тем лучше контролируется движение топливной или топливно-воздушной смеси.
как устроен двигатель автомобиля, устройство двигателя, бензиновый двигатель, дизельный двигатель, принцип работы, особенности, компонентов поршневой группы, поршневая группа, шпг, цпг, шатунно поршневая группа, поршни, поршневые кольца, коленвал, маховик в составе двигателя, шатуны, задиры, видео, фото, с фото, грм, ремень грм, цепь грм, газораспределительный механизм, детали поршневой группы, строение, интервалы обслуживания, поршневой двигатель
как устроен двигатель автомобиля, устройство двигателя, бензиновый двигатель, дизельный двигатель, принцип работы, особенности, компонентов поршневой группы, поршневая группа, шпг, цпг, шатунно поршневая группа, поршни, поршневые кольца, коленвал, маховик в составе двигателя, шатуны, задиры, видео, фото, с фото, грм, ремень грм, цепь грм, газораспределительный механизм, детали поршневой группы, строение, интервалы обслуживания, поршневой двигатель
Вы наверняка уже знаете, что именно газы сгорания, сильно толкая поршень, приводят в движение целую цепь механических реакций. Поэтому продолжим дальше. В юбке поршня имеется палец с закрепленной верхней частью шатуна. Шатун в устройстве двигателя автомобиля передает усилие на коленчатый вал от поршня и перемещает поршень во время подготовительного такта. Шатун вращает коленчатый вал, а тот, в свою очередь, передает крутящий момент на трансмиссию.
как устроен двигатель автомобиля, устройство двигателя, бензиновый двигатель, дизельный двигатель, принцип работы, особенности, компонентов поршневой группы, поршневая группа, шпг, цпг, шатунно поршневая группа, поршни, поршневые кольца, коленвал, маховик в составе двигателя, шатуны, задиры, видео, фото, с фото, грм, ремень грм, цепь грм, газораспределительный механизм, детали поршневой группы, строение, интервалы обслуживания, поршневой двигатель
Вращение ведущих колес достигается за счет передачи крутящего момента с трансмиссии через систему шестерен. Сам шатун состоит из верхней и нижней головок и соединяющего их стержня. Верхняя совершает возвратно-поступательное движение вместе с поршнем, а нижняя совершает круговое движение с шатунной шейкой коленвала.
как устроен двигатель автомобиля, устройство двигателя, бензиновый двигатель, дизельный двигатель, принцип работы, особенности, компонентов поршневой группы, поршневая группа, шпг, цпг, шатунно поршневая группа, поршни, поршневые кольца, коленвал, маховик в составе двигателя, шатуны, задиры, видео, фото, с фото, грм, ремень грм, цепь грм, газораспределительный механизм, детали поршневой группы, строение, интервалы обслуживания, поршневой двигатель
Кстати, постоянной проблемой производителей является следующее: как сделать прочный и легкий шатун. Если он будет легким, тогда будет не таким прочным, как нужно. А использование легких и прочных материалов приведет к увеличению стоимости мотора.
как устроен двигатель автомобиля, устройство двигателя, бензиновый двигатель, дизельный двигатель, принцип работы, особенности, компонентов поршневой группы, поршневая группа, шпг, цпг, шатунно поршневая группа, поршни, поршневые кольца, коленвал, маховик в составе двигателя, шатуны, задиры, видео, фото, с фото, грм, ремень грм, цепь грм, газораспределительный механизм, детали поршневой группы, строение, интервалы обслуживания, поршневой двигатель

Изучая устройство двигателя внутреннего сгорания, нельзя обойти без внимания коленчатый вал. Не углубляясь в технические нюансы, о нем следует знать следующее:
— Коленчатый вал преобразует возвратно-поступательное движение поршня в круговое.
как устроен двигатель автомобиля, устройство двигателя, бензиновый двигатель, дизельный двигатель, принцип работы, особенности, компонентов поршневой группы, поршневая группа, шпг, цпг, шатунно поршневая группа, поршни, поршневые кольца, коленвал, маховик в составе двигателя, шатуны, задиры, видео, фото, с фото, грм, ремень грм, цепь грм, газораспределительный механизм, детали поршневой группы, строение, интервалы обслуживания, поршневой двигатель
Радиус кривошипа — это один из основных показателей качества мотора. Регулируя этот радиус, можно увеличить скорость вращения и максимальную мощность мотора, или же придать больший крутящий момент на низких оборотах, увеличив при этом экономичность.
как устроен двигатель автомобиля, устройство двигателя, бензиновый двигатель, дизельный двигатель, принцип работы, особенности, компонентов поршневой группы, поршневая группа, шпг, цпг, шатунно поршневая группа, поршни, поршневые кольца, коленвал, маховик в составе двигателя, шатуны, задиры, видео, фото, с фото, грм, ремень грм, цепь грм, газораспределительный механизм, детали поршневой группы, строение, интервалы обслуживания, поршневой двигатель
— Шатунные, и коренные шейки вращаются в подшипниках скольжения, и лишь немногочисленные модели коленвалов вращаются в подшипниках качения.
как устроен двигатель автомобиля, устройство двигателя, бензиновый двигатель, дизельный двигатель, принцип работы, особенности, компонентов поршневой группы, поршневая группа, шпг, цпг, шатунно поршневая группа, поршни, поршневые кольца, коленвал, маховик в составе двигателя, шатуны, задиры, видео, фото, с фото, грм, ремень грм, цепь грм, газораспределительный механизм, детали поршневой группы, строение, интервалы обслуживания, поршневой двигатель
— На конце коленчатого вала устанавливается маховик, который имеет зубчатый венец. Он нужен для непосредственного участия в запуске двигателя от стартера.
как устроен двигатель автомобиля, устройство двигателя, бензиновый двигатель, дизельный двигатель, принцип работы, особенности, компонентов поршневой группы, поршневая группа, шпг, цпг, шатунно поршневая группа, поршни, поршневые кольца, коленвал, маховик в составе двигателя, шатуны, задиры, видео, фото, с фото, грм, ремень грм, цепь грм, газораспределительный механизм, детали поршневой группы, строение, интервалы обслуживания, поршневой двигатель
Почему коленчатый вал , поршни в цилиндрах и маховик ключевые компоненты двигателя?
А теперь представьте себе: топливно-воздушная смесь, или воздух, если речь идет о дизельных двигателях, скапливается в цилиндрах двигателя и постоянно уменьшает эффективность работы двигателя. Поэтому устройство двигателя автомобиля предполагает наличие газораспределительного механизма (ГРМ — цепной или ременной). Это как раз тот случай, о котором говорят: «Если бы этого не было, тогда это стоило бы придумать». Данный механизм необходим для своевременного и максимально полного удаления из цилиндров двигателя отработанных газов. К тому же газораспределительный механизм нужен еще и для того, чтобы цилиндры хорошо заполнялись воздухом или смесью.
как устроен двигатель автомобиля, устройство двигателя, бензиновый двигатель, дизельный двигатель, принцип работы, особенности, компонентов поршневой группы, поршневая группа, шпг, цпг, шатунно поршневая группа, поршни, поршневые кольца, коленвал, маховик в составе двигателя, шатуны, задиры, видео, фото, с фото, грм, ремень грм, цепь грм, газораспределительный механизм, детали поршневой группы, строение, интервалы обслуживания, поршневой двигатель
В принципе, на заполняемость цилиндров оказывают влияние и воздуховоды, и воздушный фильтр, впускной коллектор и так далее. Но ключевую роль играют впускные клапаны. И если вам не дают покоя подвиги вальяжных парней из «Форсажа», то пользуйтесь турбонаддувом или механическим нагнетателем. Так как расчет значения фактического коэффициента наполнения цилиндра для многих может показаться слишком сложным, то лучше будет сказать, что литровая мощность зависит от того, сколько топливно-воздушной смеси попадет за раз в цилиндр. Еще проще говоря, тюнинг газораспределительного механизма и впускного тракта — это очень здорово.
как устроен двигатель автомобиля, устройство двигателя, бензиновый двигатель, дизельный двигатель, принцип работы, особенности, компонентов поршневой группы, поршневая группа, шпг, цпг, шатунно поршневая группа, поршни, поршневые кольца, коленвал, маховик в составе двигателя, шатуны, задиры, видео, фото, с фото, грм, ремень грм, цепь грм, газораспределительный механизм, детали поршневой группы, строение, интервалы обслуживания, поршневой двигатель
Чтобы ваши знания о том, каково устройство двигателя внутреннего сгорания, были более полными, мы должны обязательно упомянуть о воздушном фильтре. Необходимый в конструкции двигателя, он прост в эксплуатации. Но это не значит, что стоит им пренебрегать. Ведь если горючая смесь должна содержать по массе почти в двадцать раз больше воздуха, то получающаяся в результате движения твердая взвесь будет ухудшать технические характеристики двигателя, действуя на него подобно абразиву. А чтобы этого не случилось, необходимо устройство для очистки воздуха. На данный момент различают шесть групп воздухоочистителей.

Читайте также  Ремонт клапанов двигателя

Видео : «Как работает современный 4-ех тактный двигатель внутреннего сгорания? «
В заключении добавим, что по причине экологической чистоты и более удобной эксплуатации, все чаще в устройстве двигателя внутреннего сгорания появляются специальные воздухоочистители со сменными сухими элементами. Таким образом, нужно запомнить, что при своевременной замене фильтров (масляного и воздушного), мы облегчаем жизнь не только силовому агрегате, но спасаем экологию от вредных выбросов.
БЛАГОДАРИМ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ. ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШИ НОВОСТИ. ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ.

Просто и понятно о том, как устроен двигатель автомобиля

Просто и понятно о том, как устроен двигатель автомобиля

Многие скажут, зачем, мол, знать об устройстве двигателя, мы же не вникаем в тонкости работы электротехнических приборов, а просто разговариваем по телефону или разогреваем пищу в микроволновой печи. Но с автомобилями все немного иначе. Если микроволновка поломалась – разогреете ужин на плите, а если поломался двигатель – от этого напрямую зависит жизнь и безопасность Ваша и Ваших близких.

Зачем знать устройство двигателя авто

От того, насколько хорошо Вы разбираетесь в особенностях конструкции каждого узла автомобиля, зависит, насколько чутко Вы будете реагировать на изменения в их работоспособности. От этого зависит, услышите ли Вы нехарактерный стук в рулевой рейке, подвеске, клапанах, различите ли свист ремня генератора, тормозных колодок, сумеете ли вовремя провести диагностику и устранить неполадки. Другими словами, Ваша способность чувствовать автомобиль зависит от теоретической и, по возможности, практической осведомленности в сфере устройства, назначения и принципа функционирования отдельных его элементов.

Любой двигатель – это устройство, преобразующее какие-либо разновидности энергии в механическую. По критерию локализации источника тепла и процесса сгорания горючего выделяют два класса двигателей: двигатели внутреннего и моторы внешнего сгорания.

Наиболее распространенным видом мотора в сфере автомобилестроения считается двигатель внутреннего сгорания (аббревиатура – ДВС). Из названия понятно, что это тип мотора, в котором горючее сгорает внутри, преобразуя один вид энергии (тепловую) в другой (механическую).

В свою очередь, по способу преобразования энергии, ДВС бывают таких видов:

  1. поршневые;
  2. роторно-поршневые;
  3. жидкостные ракетные;
  4. газотурбинные;
  5. воздушно-реактивные.

Также их разделяют по количеству и способу расположения цилиндров, по весу и рабочему объему (легкие, средние, тяжелые), по типу охлаждения (с жидкостной системой охлаждения и с воздушной), зажигания и т.д.

Исходя из вида используемого топлива, ДВС можно разделить на бензиновые, газовые и дизельные. Бензиновые, в свою очередь, делятся на:

  1. карбюраторные (в них горючая смесь подготавливается в карбюраторе, подается и поступает в цилиндр, где сжимается и поджигается);
  2. инжекторные (в них с помощью форсунок топливо впрыскивается в цилиндр или впускной коллектор).

Поршневой мотор работает циклически. Рабочим циклом являются периодически повторяющиеся последовательные процессы, которые происходят в каждом цилиндре. Единицей рабочего цикла является, так называемый, такт. Это процесс, который происходит в цилиндре на протяжении одного хода поршня. Проще говоря, это одно действие или одна рабочая операция в отдельно взятом цилиндре.

Устройство двигателя на примере бензинового ДВС

Главной деталью мотора является цилиндр. Поверх него расположена головка цилиндра, посередине которой расположено отверстие, в которое помещается свеча зажигания. С одной стороны головки находится канал для впуска горючей смеси в пространство цилиндра, а с другой – канал для выпуска газов, которые уже отработаны. Эти каналы закрываются, соответственно, впускным и выпускным клапанами.

Другими деталями являются поршень и поршневые кольца, шатун. Шатун имеет верхнюю неразъемную головку и нижнюю разъемную (разделяющуюся на две ровных части). Неразъемной головкой шатун объединяется с поршнем и крепится поршневым пальцем.

Еще одним элементом является коленчатый вал двигателя. Он имеет две опорные (коренные) шейки, относительно которых вращается, и шатунную шейку, которая объединяется с нижней головкой шатуна, с помощью гаек и болтов.

Поршень, совмещенный с шатуном и коленвалом, помещается в цилиндр, образуя основной рабочий узел мотора.

Все это – устройство одноцилиндрового мотора. В реальности количество цилиндров в моторе может варьироваться от 2 до 8. есть также 12-цилиндровые двигатели (W-образные), в них 6 цилиндров находятся в левом блоке, 6 – в правом.

Основные понятия

Крайнее верхнее положение поршня – верхняя мертвая точка (ВМТ).

Крайнее нижнее положение поршня – нижняя мертвая точка (НМТ).

Расстояние между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой – ход поршня.

Часть объема цилиндра, которая осталась над поршнем, когда он находится в верхней мертвой точке – объем камеры сгорания.

Объем цилиндра, при нахождении поршня в НМТ – полный объем цилиндра.

Часть объема цилиндра, которая находится между верхней и нижней мертвыми точками – рабочий объем цилиндра. Именно от этого показателя зависит мощность двигателя. Между ними есть прямая взаимосвязь, т.е., чем больше рабочий объем цилиндра, тем больше мощность двигателя. Сама мощность измеряется в лошадиных силах или киловаттах. 0,735 кВт равняется 1 лошадиной силе (л.с.).

Важно! Сумма рабочих объемов всех без исключения цилиндров двигателя – это его литраж (другое название: рабочий объем двигателя). Эта характеристика измеряется в литрах.

В соответствии с литражем, легковые авто классифицируются на автомобили классов:

  • особо малого (объем двигателя которых составляет менее 1,1 л);
  • малого (объем варьируется в пределах 1,1-1,8 л);
  • среднего (варьируется в пределах 1,8-3,5 л);
  • большого (с объемом более 3,5 л).

Результат деления полного объема цилиндра на объем камеры сгорания – степень сжатия.

В следующих статьях мы расскажем о принципе работы двигателей внутреннего сгорания. Изучайте особенности конструкции и работы автомобиля и доброй Вам дороги! В основном разделе сайта представлено оборудование для СТО.

Устройство и теория двигателей внутреннего сгорания

Двигатели, работающие на бензине, с принудительным зажиганием. Приготовление топливно-воздушной смеси, и её дозирование осуществляют карбюраторные и инжекторные системы питания. Смесь в цилиндре воспламеняется в конце такта сжатия, принудительно от электрической искры.

Дизельные

Моторы, работающие на дизельном топливе с воспламенением от сжатия. Смесь приготавливается непосредственно в цилиндре из воздуха и топлива, подаваемых в цилиндр раздельно. Воспламенение топливно-воздушной смеси в цилиндре происходит самопроизвольно от воздействия высокой температуры при сжатии. Исключением является система непосредственного впрыска бензина, где зажигание смеси осуществляется от электрической искры.

Газовые

Работают на пропано-бутановом газе, с принудительным зажиганием. Перед подачей в цилиндры, газ смешивается с воздухом. По принципу работы они практически не отличаются от бензиновых и не будем их рассматривать. Советую изучить статью — газобаллонное оборудование машины.

  • кривошипно-шатунный механизм;
  • газораспределительный механизм; ; ; ;
  • система охлаждения;
  • система смазки.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Для начала, возьмем простейший одноцилиндровый двигатель и разберемся с его устройством и работой. Рассмотрим протекающие в нем процессы, и выясним откуда берется тот самый крутящий момент, который в конечном итоге приходит на ведущие колеса автомобиля.

Одна из основных деталей двигателя — цилиндр 6 , в котором находится поршень 7 , соединенный через шатун 9 с коленчатым валом 12 . При перемещении поршня в цилиндре вверх и вниз его прямолинейное движение преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. На его конце закреплен маховик 10 , который необходим для равномерности вращения вала. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой, в которой находятся впускной 5 и выпускной клапаны, закрывающие соответствующие каналы.

Читайте также  Двигатель работает с перебоями на холостом ходу

Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала 14 через передаточные детали 15 . Распределительный вал приводится во вращение шестернями 13 от коленчатого вала. Поршень, свободно перемещаясь в цилиндре, занимает два крайних положения.

Для нормальной работы двигателя в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Для уменьшения затрат работы на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.

Понятия и термины

Верхняя мертвая точка (ВМТ) — крайнее верхнее положение поршня.

Нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее нижнее положение поршня.

Ход поршня — расстояние, пройденное от одной мертвой точки до другой. За один ход поршня коленчатый вал повернется на полоборота.

Камера сгорания (сжатия) — пространство между головкой цилиндра и поршнем, расположенным в ВМТ.

Рабочий объем цилиндра — пространство, освобождаемое поршнем при перемещении его из ВМТ в НМТ.

Рабочий объем двигателя — сумма рабочих объемов всех цилиндров. При малых объемах (до 1 л.) его выражают в кубических сантиметрах, а при больших — в литрах.

Полный объем цилиндра — сумма объема камеры сгорания и рабочего объема.

Степень сжатия — число, показывающее, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания. В бензиновых двигателях степень сжатия бывает от 8 до 12, а в дизелях — от 14 до 18. Степень сжатия не стоит путать с компрессией, т.к. это два разных понятия.

Такт — процесс (часть цикла), который происходит в цилиндре за один ход поршня. Двигатель, у которого рабочий цикл происходит за четыре хода поршня, называют четырехтактным.

Как работает ДВС

При работе поршневого двигателя внутреннего сгорания поршень совместно с верхней головкой шатуна движется в цилиндре поступательно (вверх–вниз), при этом коленчатый вал совместно с нижней головкой шатуна совершает вращательные движения. У подавляющего большинства двигателей, если смотреть на двигатель со стороны шкива, вращение коленчатого вала осуществляется по часовой стрелке.

За один оборот коленчатого вала (360°) поршень в цилиндре совершает два хода (один ход вверх и один вниз).

При постоянной скорости вращения коленчатого вала, поршень в цилиндре движется с ускорением – замедлением. Наименьшие скорости движения поршня будут наблюдаться при его «крайних» положениях в цилиндре — в верхней (ВМТ) и нижней части (НМТ). В верхней и нижней части цилиндра поршень «вынужден» сделать остановку, чтобы поменять направление движения.

Устройство двигателя внутреннего сгорания в машине

На сегодняшний день двигатель внутреннего сгорания применяется практически повсеместно, его можно встретить на всех современных машинах. Для многих существование ДВС привычно, но мало кто догадывается о том, как устроен подобный агрегат, какова физика и механика протекающих в нем процессов. Сегодня мы расскажем, как устроен двигатель в автомобиле, из чего он состоит, а также изложим схему его работы, предназначенную для начинающих мастеров, чайников и всех тех, кто впервые столкнулся с необходимостью изучить подобные устройства подробно.

Историческая справка

На самом деле, двигатель внутреннего сгорания — это не инновационная находка в техническом мире, и его строение известно давно. Тем не менее, в первых ДВС ресурс был крайне невелик. История создания подобных агрегатов берет начало более двух столетий назад, когда эра паровых машин достигла своего расцвета, но пытливые умы ученых пытались изобрести более совершенные, экономичные и надежные конструкции, работающие на альтернативном топливе.

Renault Laguna 2003

История создания первого прообраза двигателя датируется французом Филиппом Лебоном, который незадолго до этого момента изобрел так называемый светильный газ и пытался найти ему практическое применение.

Таким образом, было установлено, что при горении газ расширяется в несколько раз, выделяя при этом немалое количество энергии и увеличивая свою температуру, и у такого ДВС ресурс стал несколько выше. Кроме того, такой газ горел крайне медленно, что позволило сделать вывод об экономичности его расхода.

Из чего состоял подобный двигатель авто, и в чем особенности его строения? В его основе лежали два компрессора, имеющих высокую рабочую температуру. Первый из них подавал в камеру сгорания воздух, а второй — газ. В результате смешения получалась некая смесь, которая была способна гореть и двигать поршень вверх или вниз.

История создания первого прообраза составляющих шатунного механизма, превращающего поступательное движение во вращательное, содержит в себе имя Жана Этьена Ленуара, который произвел собственное исследование и выяснил, из чего должен состоять двигатель, имеющий достаточную надежность, долговечность и совершенство конструкции.

Также история создания идеи современного типа розжига смеси принадлежит имени Ленуара. Так, он впервые предположил, что воспламенять смесь при помощи открытого огня неразумно. Также Ленуар выяснил, что поршень быстро разогревается, расширяется и застревает в цилиндре, из чего можно было сделать вывод, что детали нуждаются в постоянном охлаждении. Так была реализована система жидкостного охлаждения, хоть и далекая от техники, выпускаемой на сегодняшний день и имеющая чрезмерно большой вес и низкую эффективность по уменьшению температуры.

Кроме того, для предотвращения усиленного трения и уменьшения рабочей температуры, учеными была изобретена система смазки, которая позволяла поршню нагреваться меньше, и, таким образом, работать долгое время, не выводя из строя составляющие ДВС.

Дальнейшая история создания такого агрегата, как ДВС, связана с фамилией Отто. Он отметил, что важнее всего при проектировании ДВС — ресурс и его долговечность, и предпринял попытку его доработки. На первый взгляд, такой мотор казался менее совершенным, чем модель Ленуара, однако на деле оказалось, что новая модель обладает меньшим весом и лучшими характеристиками.

Стоит отметить, что здесь впервые было применено некое подобие шатунного механизма. Так, поршень был жестко привязан к рейке, которая соединяла его с валом. Вал вращался и приводил в действие набор шестерен.

После этого предпринимались неоднократные попытки перейти к более совершенному источнику топлива, который имел бы меньший удельный вес, и уменьшить рабочую температуру конструкции. В 1872 году некий Брайтон решил перейти на двигатели внутреннего сгорания с керосином, чтобы проверить свою теорию.

Эксперимент не оказался успешным, из чего был сделан вывод о том, что топливо, которое заливается в двигатели внутреннего сгорания, необходимо искать дальше. Так оказалось, что бензин, обладающий меньшим удельным весом, что является несомненным его преимуществом, и есть самый подходящий источник энергии.

Главная характеристика ДВС — ресурс всех его элементов. В связи с этим, общую доработку существовавшей конструкции произвели Даймлер и Майбах в 1880 году, из чего можно сделать вывод, что такая модель является наиболее приближенной к той, что применятся на современных двигателях внутреннего сгорания. Так, появился карбюратор жиклерного типа, который обладает меньшим весом, чем генератор, и, благодаря небольшим размерам, имеет более удачное расположение.

Читайте также  Как работает водородный двигатель

Двигатель Рено 2.0l

Карбюратор

Карбюратор, по своей сути, — это аналог газогенератора, который обладает более совершенной общей конструкцией, меньшим весом и рабочей температурой всех частей.

Расшифровка его маркировки поможет выяснить особенности его конструкции. Задача карбюратора — смешение топлива и воздуха таким образом, чтобы обеспечивать наиболее эффективное сгорание, в зависимости от режима работы, из чего можно сделать вывод, что система имеет достаточно сложное устройство.

Из каких деталей и частей состоит современный карбюратор мотора, и о чем может сказать общая расшифровка его названия? Главный элемент — это шланг или патрубок, который связывает с основным бензонасоса для бесперебойной подачи бензина. Топливный насос приводится в действие самим двигателем, который питается за счет карбюратора.

Поступая, топливо приходит в основной жиклер, или распылитель, который состоят из нескольких цилиндров, вложенных друг в друга. Задача такого распылителя — равномерно распределить топливо в первичной и вторичной камерах, чтобы обеспечить более качественное смешение с воздухом. К слову, воздух поступает в камеру не напрямую, а через фильтр, который помогает отсеять любые посторонние примеси, выводящие из строя топливопровод и его части.

Качеством смеси управляет основная заслонка, и расшифровка номера карбюратора поможет выяснить ее тип. Она имеет расположение в центральной части корпуса и обладает меньшей рабочей температурой, чем топливо. Так, изменяя пропорции бензина и воздуха, можно регулировать обороты мотора и интенсивность вращения вала, а также температуру ДВС. По такому же принципу устроена и педаль акселератора, которая контролирует количество поступающей в мотор смеси.

Поршневая группа

Самую важную роль играют механические составляющие и части мотора. Одним из механизмов, которые обуславливают устройство двигателя, является поршень в сборе с кривошатунным механизмом. Из какого металла изготавливается данная часть мотора? Очевидно, что рабочая температура в цилиндре достигает несколько сотен градусов по Цельсию, и необходимо не только выдерживать подобные перегрузки, но и противостоять процессам расширения.

Дизельный двигатель Renault

Оказывается, что бороться с подобными явлениями способен сплав из чугуна и стали. Такой материал обладает относительно небольшим весом и при этом может выдерживать значительные нагрузки, не расширяясь и не разрушая полость цилиндра.

Основная часть поршня мотора работает в паре с шатуном, который посредством шарнира закрепляется к коленчатому валу.

Коленвал предназначен для того, чтобы передавать энергию двигающегося поршня карданному валу и колесам, что способствует наибольшему КПД при небольших потерях энергии.

Кроме основного коленчатого вала, в двигателе присутствует такая его часть, как система клапанов. Их задача – производить впуск свежей топливной смеси или выпуск отработанной, для наполнения цилиндра новой порцией топлива. Клапана, соединенные между собой коромыслом, жестко связаны между собой. Это позволяет держать один клапан закрытым при одновременном открытии второго. Такая система способствует более эффективному обмену смеси и продуктов горения, что приводит к большей надежности и долговечности мотора.

Каждый клапан, которым оборудуются двигатели внутреннего сгорания, обладает такой частью, как толкатель. Толкатель представляет из себя подобие маленькой железной наковальни, которая позволяет воздействовать на коромысло и приводить каждую из пар клапанов в движение.

На данном этапе возникает вопрос: что может заставить двигаться клапан, установленный в автомобильный двигатель? Такой деталью является основной распределительный вал мотора, задача которого — одновременно манипулировать всеми клапанами и по системе приводить их в движение. Вал имеет множество кулачков, которые повернуты друг относительно друга на некоторый угол. При движении части поршня, распредвал проворачивается, надавливает кулачком на один из толкателей, и затем происходит впрыск или выпуск смеси.

Розжиг топлива, поступающего в двигатель автомобиля, производится при помощи свечей зажигания, которые серийно устанавливаются на двигатель внутреннего сгорания и обладают малым весом. Они, в свою очередь, запитываются от основного генератора и, проходя через катушку зажигания, ток усиливается, стабилизируется и способен произвести розжиг значительного количества бензина.

Турбированный двигатель Рено

Подводя итоги

Двигатель внутреннего сгорания — это сложное устройство, имеющее большое количество деталей и составляющих. Тем не менее, в его принципе работы разобраться несложно даже начинающему мастеру, и понять, что такое ДВС и за счет чего он работает, может каждый. Зная базовые законы физики, можно понять смысл и назначение каждой детали и устройство двигателя внутреннего сгорания, а также процессы, которые происходят при его работе.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: